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Un poumon in vitro

Quoi de mieux, pour étudier une maladie et concevoir des solutions thérapeutiques, que de créer un modèle réduit de l’organe touché ? C’est ce que des chercheurs du centre médical de l’université Columbia, aux États-Unis, sont parvenus à réaliser.

 

Un organoïde pulmonaire se constitue dans la boîte de Petri au terme de près de 80 jours de culture cellulaire in vitro.© Centre médical de l'université Columbia

Pour mieux connaître les infections respiratoires, une équipe américaine a fabriqué un poumon in vitro. Pour cela, elle a cultivé dans un environnement propice à leur développement des cellules souches dites pluripotentes – c’est-à-dire capables de se différencier en n’importe quel type de cellules de l’organisme. L’expérience est rapportée dans la revue Nature Cell Biology de mai 2017.

Ce modèle de poumon est le premier à inclure des bronches et des structures alvéolaires comparables à celles de l’organe humain. Il doit permettre de mieux tester l’efficacité de certaines thérapeutiques médicamenteuses ou de régénération des tissus.

Afin de fabriquer ce modèle réduit de poumon humain, les chercheurs ont placé des cellules souches pluripotentes dans une boîte de Petri, afin qu'elles se transforment en cellules pulmonaires. Ils les ont ensuite cultivées sur un moule 3D gélatineux. Les cellules sont peu à peu devenues un organoïde, un mini-organe fabriqué in vitro. Infecté par le virus respiratoire syncytial ou VRS, cet organoïde a déversé des cellules tuméfiées, exactement comme chez l’être humain. Lorsque le gène HPS1 est muté, une fibrose pulmonaire apparaît comme chez les individus souffrant de cette mutation. © Centre médical de l’université Columbia

Des affections courantes 

Le virus respiratoire syncytial (VRS) est la cause la plus fréquente d'infections respiratoires chez les nourrissons et les jeunes enfants, avec un risque d’évolution vers la bronchiolite ou la pneumonie. Pour le soigner, il n’existe aujourd’hui ni vaccin, ni thérapie antivirale efficace.

Quant à la fibrose pulmonaire idiopathique (sans cause connue), elle touche plus de 100 000 personnes en Europe et aux États-Unis. Son seul traitement connu aujourd’hui est la greffe de poumon. Or, pour Hans-Willem Snoeck, un des auteurs de l’étude, « les organoïdes, qu’ils soient créés à partir de cellules souches pluripotentes ou de cellules embryonnaires au génome modifié, pourraient bien le meilleur moyen, sinon le seul, de comprendre la pathogenèse de ces maladies ». 

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